IML注塑加工制品的翘曲变形是指注塑制品的形状偏离模具型腔的形状，是塑料制品常见的缺陷之一。随着塑料工业的发展，对IML注塑制品的外观和性能要求越来越高。作为评价产品质量的重要指标之一，翘曲变形程度越来越受到模具设计者的重视。模具设计者希望在设计阶段预测塑件翘曲的可能原因，以优化设计，提高注塑生产的效率和质量，缩短模具设计和开发周期，降低成本。
一、模具结构对注塑制品翘曲变形的影响
在模具设计方面，影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统和顶出系统。
1、浇注系统设计
注塑模具中浇口的位置、形式和数量会影响塑料在模腔内的填充状态，导致塑件变形。流动距离越长，冻结层与中心流动层之间的流动补给所产生的内应力越大；反之，流动距离越短，从浇口到制件流动端的流动时间越短，充模时冻结。层厚减小，内应力减小，翘曲变形减小。对于大型扁平塑件，如果只采用1个中心浇口或1个侧浇口，由于直径方向的收缩率大于周向的收缩率，成型的塑件会发生扭曲；若采用多点浇口或薄膜浇口代替，可有效防止翘曲变形。采用点浇注成型时，由于塑料收缩的各向异性，浇口的位置和数量对塑件的变形程度影响很大；浇口的位重要，但并不是浇口数量越多越好。

另外，采用多个浇口还可以缩短塑料的流动比（L/t），从而使模腔内的材料密度更加均匀，收缩率更加均匀。同时，可以用较小的注射压力填充整个塑件。较小的注射压力可以降低塑料的分子取向倾向，减少其内应力，从而减少塑件的变形。

2、冷却系统设计
注射过程中塑件冷却速度不均匀也会造成塑件收缩不均匀，这种收缩率的差异导致塑料件产生弯矩和翘曲。平板塑件注塑时，如果模腔与型芯温差过大，靠近冷模腔表面的熔体会很快冷却，而靠近热模腔表面的料层会继续收缩，收缩不均匀会导致塑件翘曲。因此，在冷却注塑模具时，应注意型腔和型芯的温度趋于平衡，两者温差不宜过大。
除了考虑塑件内外表面温度趋于平衡外，还应考虑塑件各面温度一致。即模具冷却时，型腔和型芯的温度应尽可能保持均匀，以确保冷却速度均衡，从而使各处收缩更加均匀，有效防止变形。因此，模具上冷却水孔的布置至关重要。管壁到型腔表面的距离确定后，冷却水孔之间的距离应尽可能小，以确保型腔壁温度均匀。同时，由于冷却介质的温度随着冷却水道长度的增加而升高，因此模具的型腔和型芯沿水道会产生温差。因此，要求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中，应设置多个冷却回路，其中一个回路的入口位于另一个回路的出口附近。对于较长的塑件，应采用均匀的冷却回路，减少冷却回路的长度，即减小模具内的温差，从而确保塑件的均匀冷却。
3、弹射系统设计
顶出系统的设计也直接影响塑件的变形，如果顶出系统布置不平衡，就会造成顶出力不平衡，使塑件变形。因此，在设计顶出系统时，应力求与脱模阻力取得平衡。另外，顶杆的截面积不能太小，以防止塑件因单位面积应力过大而变形。顶杆应尽量靠近脱模阻力大的零件，在不影响塑件质量（包括使用要求、尺寸精度和外观等）的情况下，应安装尽可能多的顶针，以减少塑件整体变形。
当采用软塑料生产大型、深腔、薄壁塑件时，由于脱模阻力大且材质较软，如果采用单一的机械顶出方式，会使塑件变形甚至顶出，或者折叠可能会导致塑料件报废。采用多部件组合或气动（液压）压力与机械顶出相结合效果会更好。
二、塑化阶段对制品翘曲变形的影响
在塑化阶段，玻璃状颗粒转变成粘流状态，提供充模所需的熔体。在此过程中，聚合物在轴向和径向（相对于螺杆）的温度差会在塑料中产生应力；另外，注射机的注射压力、速度等参数也会影响填充时分子的取向程度，引起翘曲和变形。
三、充模和冷却阶段对产品翘曲变形的影响
将熔融塑料充入模具型腔并在注射压力作用下在型腔内冷却固化的过程是注射成型的重要步骤，在此过程中，温度、压力、速度相互耦合，对塑件的质量和生产效率影响很大。较高的压力和流速会产生高剪切速率，从而导致平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向存在差异，从而产生“冻结效应”。“冻结效应”会产生冻结应力，形成塑件的内应力。温度对翘曲变形的影响体现在以下几个方面：
1、塑件上下表面温差会产生热应力和热变形；
2、塑件不同区域的温差会造成不同区域收缩不均匀；
3、不同的温度状态会影响塑件的收缩率。
四、脱模阶段对产品翘曲变形的影响
当塑料部件离开模具型腔并冷却至室温时，它大部分是玻璃态聚合物。脱模力不平衡、顶出机构运动不稳定或脱模顶出面积不当，都容易使产品变形。同时，塑件在充模和冷却阶段冻结的应力会因失去外部约束而以变形的形式释放出来，从而产生翘曲变形。
五、注塑制品收缩对翘曲变形的影响
注塑制品翘曲变形的直接原因是塑件收缩不均匀，如果在模具设计阶段不考虑填充过程中收缩的影响，产品的几何形状将与设计要求相差较大，严重变形会导致产品报废。除了填充阶段引起的变形外，模具上下壁的温差也会造成塑件上下表面收缩率的差异，从而产生翘曲变形。对于翘曲分析，收缩率本身并不重要，重要的是收缩率的差异。IML注塑加工过程中，熔融塑料在注射填充阶段，由于聚合物分子沿流动方向排列，导致塑料在流动方向的收缩率大于垂直方向的收缩率，导致注塑件翘曲变形。一般均匀的收缩只会引起塑件体积的变化，只有不均匀的收缩才会引起翘曲变形。结晶塑料在流动方向和垂直方向的收缩率差异比非晶塑料大，其收缩率也比非晶塑料大。结晶塑料较大的收缩率及其收缩各向异性的叠加，导致结晶塑料制件比非晶塑料有更大的翘曲变形倾向。
六、残余热应力对制品翘曲变形的影响
在注塑过程中，残余热应力是引起翘曲变形的重要因素，对注塑制品的质量影响很大。由于残余热应力对产品翘曲的影响复杂，模具设计者可以利用注塑CAE软件进行分析和预测。
影响IML注塑加工制品翘曲变形的因素有很多，模具的结构、塑料材料的热物理性能、注射成型工艺的条件和参数等都对制品的翘曲变形有不同程度的影响。因此，研究注塑制品的翘曲变形机理需要综合考虑整个成型工艺和材料性能等多种因素。